[发明专利]一种氨的化学链燃烧发电系统和方法

权利要求书

1.一种氨的化学链燃烧发电系统，其特征在于：包括燃料反应器(9)，燃料反应器(9)上设置有工业水入口(1)、蒸汽出口(3)、氨气入口(7)、氧化态载氧体入口(8)和气固混合物出口，燃料反应器(9)内布置水冷壁管(2)，水冷壁管(2)的入口连通工业水入口(1)，水冷壁管(2)出口连通的蒸汽出口(3)，氨气与氧化态载氧体发生还原反应放出热量，用来加热水冷壁管(2)中的工业水；蒸汽出口(3)连通汽轮机(4)入口，汽轮机(4)同轴连接发电机(5)；燃料反应器(9)的气固混合物出口连通第一分离器(10)入口，第一分离器(10)的顶部为尾气出口(11)，底部的还原态载氧体出口连通空气反应器(14)入口，空气反应器(14)底部为空气入口(13)，空气反应器(14)的气固混合物出口连通第二分离器(15)入口，第二分离器(15)顶部为氮气出口(16)，第二分离器(15)底部的氧化态载氧体出口连通燃料反应器(9)的氧化态载氧体入口(8)。

2.根据权利要求1所述的一种氨的化学链燃烧发电系统，其特征在于：所述氧化态载氧体为过渡金属氧化物。

3.根据权利要求2所述的一种氨的化学链燃烧发电系统，其特征在于：所述过渡金属氧化物采用赤泥，该赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的废渣。

4.权利要求1至3任一项所述的氨的化学链燃烧发电系统的工作方法，其特征在于：

工业水从工业水入口(1)进入在水冷壁管(2)中流动并吸热，变成蒸汽，蒸汽从蒸汽出口(3)送往汽轮机(4)，推动汽轮机(4)转动并带动发电机(5)发电，产生电能(6)送往电网销售；

氨气作为燃料从氨气入口(7)通入燃料反应器(9)中，与从氧化态载氧体入口(8)进入的氧化态载氧体发生还原反应，2NH₃+5MeO→2NO+3H₂O+5Me，4NH₃+6NO→5N₂+6H₂O，氨气被氧化为氮气和水，氧化态载氧体被还原成为还原态载氧体(12)，反应产物进入第一分离器(10)中；氨气的氧化反应会放出热量，用来加热水冷壁管(2)中的工业水；在第一分离器(10)中，还原态载氧体(12)与尾气发生气固分离，还原态载氧体(12)进入空气反应器(14)中；尾气主要为氮气和水蒸汽，通过尾气出口(11)直接排入大气；

在空气反应器(14)中，还原态载氧体(12)与空气中的氧气发生氧化反应，变成氧化态载氧体，2Me+O₂→2MeO，反应产物进入第二分离器(15)，空气由空气反应器底部的空气入口(13)通入；在第二分离器(15)中，氧化态载氧体与氮气发生气固分离，氮气通过氮气出口(16)直接排入大气，氧化态载氧体送入燃料反应器(9)中，重复进行循环。

5.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于：蒸汽推动汽轮机(4)转动做功后冷凝为工业水，从燃料反应器(9)的工业水入口(1)补充到水冷壁管(2)中参与循环。

6.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于：所述的燃料反应器(9)和空气反应器(14)内均保持流化状态。

7.根据权利要求4所述的工作方法，其特征在于：所述氧化态载氧体从第二分离器(15)底部的氧化态载氧体出口通过皮带传送送入燃料反应器(9)中，并控制氧化态载氧体循环倍率来实现氨完全燃烧为氮气和水，具体为，首先根据负荷指令确定氨的供给量，然后调整氧化态载氧体循环倍率使氨与氧化态载氧体的当量比为2:3，循环倍率通过调节皮带转速和空气流速实现。